一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法，所述系统包括：照明均匀性检定模块，用于评价成像环境的照明均匀性；成像畸变率检定模块，用于评价成像的畸变率；成像清晰度检定模块，用于评价成像的清晰度；卷烟条盒装外观检测设备成像质量检定模块，用于读取图像，并根据照明均匀性检定模块、畸变率检定模块和清晰度检定模块的评价结果，对所读取的图像进行分析，以得到成像质量分析结果。本发明专利技术提供的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法，有效采集并量化设备的照明均匀、畸变率及清晰度，有效表征设备的成像质量；模拟不同尺寸、不同颜色对比度的烟盒外观缺陷，应用于生产线设备对烟盒外观缺陷检验能力的评估。能力的评估。能力的评估。

【技术实现步骤摘要】
一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及卷烟外观缺陷检测
，尤其涉及一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法。

技术介绍

[0002]卷烟盒装外观质量缺陷类型包括破损、褶皱、污渍等上百种类别，卷烟条盒包装外观检测设备是卷烟生产企业控制产品外包装质量的主要手段，在每个卷烟厂的每一条卷包生产线上均会配套一台或多台外观检测设备。上述检测设备均是基于计算机视觉技术研发的，其设备种类、型号丰富众多，检测原理和图像处理算法也各不相同，不同品牌、型号设备的检测能力存在着较大差异，缺乏明确的成像质量和检测结果准确性评价标准以及相对统一的技术规范，无法在产品交付验收环节开展有效的技术验收。
[0003]卷烟条盒包装外观检测设备主要由硬件和软件两大模块组成，硬件部分获取目标图像数据并输送给软件用于分析，图像数据的质量直接影响软件的分析决策结果，评价视觉系统的性能首先要从成像质量入手，保证后续分析方法能够使用高质量的原始数据。影响成像质量的主要因素是光照均匀性、成像畸变率以及成像清晰度：
①
光照均匀的图像中缺陷部分与背景的对比度差异稳定；
②
近距离大靶面成像必然伴随成像畸变，畸变率过大会影响小缺陷的特征形变，影响检测结果；
③
当检测对象处于镜头的景深范围内时，成像清晰，边界细节特征明显，反之轮廓特征模糊，对缺陷检测影响较大。因此，开展卷烟条盒包装外观检测设备的性能检定首先要对其成像质量进行评估，鉴于行业目前缺乏有效检定手段的背景，建立一套通用、科学的卷烟条盒包装外观检测设备评价系统有着重要的应用价值。
[0004]因此，亟需一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统及方法，以解决上述现有技术中的问题，能够对不同尺寸、不同颜色对比度的烟盒外观缺陷进行模拟，可应用于生产线设备对烟盒外观缺陷检验能力的评估。
[0006]本专利技术提供了一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，包括：
[0007]照明均匀性检定模块、成像畸变率检定模块、成像清晰度检定模块和卷烟条盒装外观检测设备成像质量检定模块，其中：
[0008]所述照明均匀性检定模块用于对设备成像环境的照明均匀性进行评价；
[0009]所述成像畸变率检定模块用于对设备成像的畸变率进行评价；
[0010]所述成像清晰度检定模块用于对设备成像的清晰度进行评价；
[0011]所述卷烟条盒装外观检测设备成像质量检定模块用于读取图像，并根据所述照明均匀性检定模块、所述成像畸变率检定模块和所述成像清晰度检定模块的评价结果，对所读取的图像进行分析，以得到设备成像质量分析结果。
[0012]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述照明
均匀性检定模块包括拟烟盒白度标准块图像采集单元和拟烟盒白度标准块图像灰度均匀性检测算法确定单元，其中：
[0013]所述拟烟盒白度标准块图像采集单元用于在将拟烟盒白度标准块置入卷烟条盒外观缺陷检测装置后，采集所述拟烟盒白度标准块的图像，其中，所述拟烟盒白度标准块为尺寸与常规烟盒一致的聚四氟乙烯长方体；
[0014]所述拟烟盒白度标准块图像灰度均匀性检测算法确定单元用于获取标准块离相机最近的所述拟烟盒白度标准块的单个检测面上所有像素点(i,j)的像素值f(i,j)，并通过以下公式确定单个检测面的照明均匀性，
[0015][0016]其中，I
p
表示单个检测面的照明均匀性，f
ROI
(x,y)表示单个检测面区域中像素点的像素值，STD()为求标准偏差函数，MEAN()为求平均值函数。
[0017]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述成像畸变率检定模块包括拟烟盒棋盘格标准块图像采集单元和拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元，其中：
[0018]所述拟烟盒棋盘格标准块图像采集单元用于在将拟烟盒棋盘格标准块置入卷烟条盒外观缺陷检测装置后，采集所述拟烟盒棋盘格标准块的图像，其中，所述拟烟盒棋盘格标准块为单面绘制有黑白棋盘格的聚四氟乙烯长方体；
[0019]所述拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元用于基于小孔成像原理，图像光学中心线上x轴和y轴无畸变，检测所述拟烟盒棋盘格标准块的黑白棋盘格中心沿着x轴方向的黑白格总长度、x方向最上方黑白格总边长和最下方的总边长；检测黑白棋盘格中心沿着y轴方向的黑白格总长度、y方向最左侧黑白格总边长以及最右侧的总边长，并根据检测结果计算烟盒图像x方向、y方向的畸变率和烟盒图像的总畸变率。
[0020]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元具体用于通过公式(2)计算烟盒图像x方向的畸变率，通过公式(3)计算烟盒图像y方向的畸变率，
[0021][0022][0023]其中，S
x
表示烟盒图像x方向的畸变率，S
y
表示烟盒图像y方向的畸变率，L
x
表示黑白棋盘格中心沿着x轴方向的黑白格像素总长度，L
x1
表示黑白棋盘格x方向最上方黑白格像素总边长，L
x2
表示黑白棋盘格x方向最下方黑白格像素总边长；L
y
表示黑白棋盘格中心沿着y轴方向的黑白格像素总长度，L
y1
表示黑白棋盘格y方向最左侧黑白格像素总边长，L
y2
表示黑白棋盘格y方向最右侧黑白格像素总边长；
[0024]并通过公式(4)确定烟盒图像的总畸变率，
[0025]D
square
＝0.5*(S
x
+S
y
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0026]其中，D
square
表示烟盒图像的总畸变率。
[0027]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述拟烟盒棋盘格标准块上的棋盘格的规格至少为3
×
5以上的矩阵。
[0028]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述成像清晰度检定模块包括烟盒图像采集单元和烟盒图像清晰度检测算法确定单元，其中：
[0029]所述烟盒图像采集单元用于在将烟盒置入卷烟条盒外观缺陷检测装置后，采集烟盒的图像，其中，所述烟盒为随机挑选表面有图案和/或标签的烟盒；
[0030]所述烟盒图像清晰度检测算法确定单元用于针对所述烟盒中的每一个像素点(i,j)，计算像素点水平方向和竖直方向的梯度和烟盒图像清晰度。
[0031]如上所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其中，优选的是，所述烟盒图像清晰度检测算法确定单元具体用于针对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，包括：照明均匀性检定模块、成像畸变率检定模块、成像清晰度检定模块和卷烟条盒装外观检测设备成像质量检定模块，其中：所述照明均匀性检定模块用于对设备成像环境的照明均匀性进行评价；所述成像畸变率检定模块用于对设备成像的畸变率进行评价；所述成像清晰度检定模块用于对设备成像的清晰度进行评价；所述卷烟条盒装外观检测设备成像质量检定模块用于读取图像，并根据所述照明均匀性检定模块、所述成像畸变率检定模块和所述成像清晰度检定模块的评价结果，对所读取的图像进行分析，以得到设备成像质量分析结果。2.根据权利要求1所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，所述照明均匀性检定模块包括拟烟盒白度标准块图像采集单元和拟烟盒白度标准块图像灰度均匀性检测算法确定单元，其中：所述拟烟盒白度标准块图像采集单元用于在将拟烟盒白度标准块置入卷烟条盒外观缺陷检测装置后，采集所述拟烟盒白度标准块的图像，其中，所述拟烟盒白度标准块为尺寸与常规烟盒一致的聚四氟乙烯长方体；所述拟烟盒白度标准块图像灰度均匀性检测算法确定单元用于获取标准块离相机最近的所述拟烟盒白度标准块的单个检测面上所有像素点(i,j)的像素值f(i,j)，并通过以下公式确定单个检测面的照明均匀性，其中，I
p
表示单个检测面的照明均匀性，f
ROI
(x,y)表示单个检测面区域中像素点的像素值，STD()为求标准偏差函数，MEAN()为求平均值函数。3.根据权利要求2所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，所述成像畸变率检定模块包括拟烟盒棋盘格标准块图像采集单元和拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元，其中：所述拟烟盒棋盘格标准块图像采集单元用于在将拟烟盒棋盘格标准块置入卷烟条盒外观缺陷检测装置后，采集所述拟烟盒棋盘格标准块的图像，其中，所述拟烟盒棋盘格标准块为单面绘制有黑白棋盘格的聚四氟乙烯长方体；所述拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元用于基于小孔成像原理，图像光学中心线上x轴和y轴无畸变，检测所述拟烟盒棋盘格标准块的黑白棋盘格中心沿着x轴方向的黑白格总长度、x方向最上方黑白格总边长和最下方的总边长；检测黑白棋盘格中心沿着y轴方向的黑白格总长度、y方向最左侧黑白格总边长以及最右侧的总边长，并根据检测结果计算烟盒图像x方向、y方向的畸变率和烟盒图像的总畸变率。4.根据权利要求3所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，所述拟烟盒棋盘格标准块图像畸变率检测算法确定单元具体用于通过公式(2)计算烟盒图像x方向的畸变率，通过公式(3)计算烟盒图像y方向的畸变率，
其中，S
x
表示烟盒图像x方向的畸变率，S
y
表示烟盒图像y方向的畸变率，L
x
表示黑白棋盘格中心沿着x轴方向的黑白格像素总长度，L
x1
表示黑白棋盘格x方向最上方黑白格像素总边长，L
x2
表示黑白棋盘格x方向最下方黑白格像素总边长；L
y
表示黑白棋盘格中心沿着y轴方向的黑白格像素总长度，L
y1
表示黑白棋盘格y方向最左侧黑白格像素总边长，L
y2
表示黑白棋盘格y方向最右侧黑白格像素总边长；并通过公式(4)确定烟盒图像的总畸变率，D
square
＝0.5*(S
x
+S
y
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，D
square
表示烟盒图像的总畸变率。5.根据权利要求3所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，所述拟烟盒棋盘格标准块上的棋盘格的规格至少为3
×
5以上的矩阵。6.根据权利要求3所述的卷烟条盒外观检测设备成像质量分析系统，其特征在于，所述成像清晰度检定模块包括烟盒图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文博，章军，应伟，王澍，张龙，沈宇航，陈明，
申请(专利权)人：浙江中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：